KR101179398B1 - 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무접점 전력 전송 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 전송 장치는 유연성 기판; 유연성 기판에 형성되며, 배선 패턴 형태로 형성되어 다수의 코일 가닥이 병렬로 연결되어 하나의 코일 패턴을 형성하는 코일부를 포함하는 무접점 전력 전송용 코일 유닛; 및 유연성 기판에 형성되며, 상기 코일 유닛과 전기적으로 연결되는 무접점 전력 전송용 회로 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기{CONTACTLESS POWER TRANSMISSION DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 전자 유도를 이용하여 무선으로 전력 전송을 행할 수 있는 무접점 전력 전송 장치와, 이를 구비하는 전자 기기에 관한 것이다.
근래에 휴대 단말기 등에 내장되는 2차 전지를 충전하기 위해, 전력을 무선 즉, 무접점으로 전송하는 시스템이 연구되고 있다.
일반적으로 무접점 전력 전송 장치는 전력을 전송하는 무접점 전력 송신 장치와, 전력을 수신하여 저장하는 무접점 전력 전송 장치를 포함한다.
이러한 무접점 전력 전송 장치는 전자 유도를 이용하여 전력을 송수신하게 되며, 이를 위해, 각각의 내부에는 코일이 구비된다.
특히, 회로부와 코일부로 구성된 무접점 전력 수신 장치의 경우 휴대폰 케이스 혹은 크래들(cradle) 형태의 추가 악세사리 기구물에 부착되어 그 기능을 발현하게 된다.
서로 다른 재질과 형태의 회로부와 코일부는 각각 휴대폰 단말기 케이스 등의 이동 통신 모듈의 케이스에 부착되거나 내부에 탑재되며, 무접점 충전을 위하여 서로 납땜과 같은 공정으로 연결되게 된다.
이 경우, 높은 두께를 갖는 이종의 부품을 연결함으로써 휴대폰 단말기의 두께가 두꺼워지게 되고, 회로부와 코일부를 연결하는 공정이 추가됨에 따라 공정비용이 상승하고 제작이 불편해지게 된다.
한편, 종래 기술에 따른 무접점 전력 전송 장치의 코일부는 바닥면(즉 외부 접촉면)과 평행하게 권선되도록 구성된다. 또한, 접착제나 접착 시트 등에 의해 코일이 바닥면에 고정되도록 구성된다.
종래의 경우, 일반적인 와이어 형태의 코일을 이용하고 있기 때문에, 코일 권선 시 코일이 겹쳐지며 적층되는 형태로 권선된다. 따라서 코일의 두께와 코일의 권선 수 등으로 인하여 무접점 전력 전송 장치의 두께가 두꺼워진다는 문제가 있다.
따라서, 얇은 기기를 선호하는 최근의 추세에 대응하기 위해서는 보다 얇은 두께의 무접점 전력 전송 장치의 개발이 필요한 실정이다.
또한, 종래의 경우, 단선 형태의 코일을 주로 사용하기 때문에, 낮은 주파수에서 맴돌이 전류나 표피 효과 등에 의해 교류 저항값이 높아져 손실이 발생한다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 박형으로 형성되는 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 박형의 코일부를 이용함으로써 두께를 최소화할 수 있는 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 데에 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 회로부와 코일부를 일체화하여 간단한 방법으로 전자 기기에 탑재할 수 있는 무접점 전력 전송 장치를 제공하고, 일체화되고 슬림화된 무접점 전력 전송 장치를 포함하여 케이스 내부의 공간 자유도가 높은 전자 기기를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 낮은 주파수에서 맴돌이 전류나 표피 효과 등에 의해 발생되는 손실을 최소화할 수 있는 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 전송 장치는 유연성 기판; 유연성 기판에 형성되며, 배선 패턴 형태로 형성되어 다수의 코일 가닥이 병렬로 연결되어 하나의 코일 패턴을 형성하는 코일부를 포함하는 무접점 전력 전송용 코일 유닛; 및 유연성 기판에 형성되며, 상기 코일 유닛과 전기적으로 연결되는 무접점 전력 전송용 회로 유닛;을 포함할 수 있다.
상기 유연성 기판은 박형 인쇄 회로 기판 또는 유연성 필름일 수 있다.
상기 유연성 기판은 폴리이미드(polyimide) 타입 연성회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board) 또는 FR-4 (Flame Retardant 4) 타입 인쇄회로기판일 수 있다.
상기 코일 유닛은, 내부에 자로가 형성되고, 일 면에 상기 코일 패턴이 부착되는 판 형상의 자성부를 더 포함할 수 있다.
상기 자성부는, 페라이트 시트(ferrite sheet)를 포함할 수 있다.
상기 자성부와 상기 코일부 사이에 개재되어 상기 자성부와 상기 코일부를 상호 접착시키는 접착부를 더 포함할 수 있다.
상기 코일부는, 다수의 상기 코일 가닥이 나란하게 배치되며 상기 코일 패턴을 형성할 수 있다.
상기 코일 유닛은, 유연성 기판의 양 면 중 적어도 어느 한 면에 상기 코일 패턴이 형성되며, 상기 코일 패턴의 양 단에는 상기 회로 유닛과 전기적으로 연결되기 위한 접촉 패드가 형성될 수 있다.
상기 회로 유닛은 배터리와 전기적으로 연결되기 위한 노출 패드가 형성될 수 있다.
상기 코일부는, 유연성 기판의 양 면에 각각 동일한 형상으로 상기 코일 가닥이 형성될 수 있다.
상기 유연성 기판은, 코일 가닥의 끝단이 배치되는 위치에 도전성 비아가 형성되고, 상기 도전성 비아에 의해 상기 유연성 기판의 양 면에 형성된 상기 코일 가닥들은 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 코일부는, 유연성 기판이 30mm × 40mm 의 크기로 형성되며, 상기 코일 패턴은 상기 유연성 기판 상에 15회 권선될 수 있다.
상기 코일부는 코일 가닥의 폭이 0.5mm 이상, 두께가 36μm 이상으로 형성될 수 있다.
상기 코일부는 125kH 주파수에서 인덕턴스가 14μH 이상, 저항이 0.98Ω 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 기기는 본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 전송 장치 및 내부에 상기 무접점 전력 전송 장치를 수용하는 케이스;를 포함할 수 있다.
상기 무접점 전력 전송 장치는 상기 케이스 내부에 직접 부착되거나 최대한 인접하게 배치될 수 있다.
상기 무접점 전력 전송 장치는 접착제 또는 양면 테이프를 사용하여 상기 케이스 내부에 부착될 수 있다.
상기 무접점 전력 전송 장치의 코일 패턴을 둘러싸는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 무접점 전력 전송 장치와 함께 상기 케이스에 부착될 수 있다.
상기 안테나 모듈은 상기 내부에 몰딩된 인 몰드 안테나(IMA; In-Mold Antenna)일 수 있다.
상기 안테나 모듈은 NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM (frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 무접점 전력 전송 장치는 1kHz 내지 10MHz 대역의 주파수를 사용하고, 상기 안테나 모듈은 10kHz 내지 100MHz 대역의 주파수를 사용할 수 있다.
상기 케이스는 전자 기기 외부 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임일 수 있다.
상기 무접점 전력 전송 장치에서 발생되는 전력을 저장하는 배터리를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는 코일이 박막의 기판 상에 패턴 형태로 형성되므로, 무접점 전력 전송 장치와, 이를 구비하는 전자 기기의 두께를 최소화할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 무접점 전력 전송 장치는 코일부와 회로부가 하나의 패키지로 일체화되므로 별도의 연결시키는 공정이 추가되지 않고 간단한 방법으로 전자 기기에 탑재할 수 있다.
본 발명에 다른 무접점 전력 전송 장치는 일체화되어 하나의 패키지 상태로 제조 및 판매되므로 제품의 운반 및 이송이 편리해질 수 있다.
또한, 본 발명의 무접점 전력 전송 장치는 유연성 필름 형태로 제조되기 때문에 곡면 형상을 갖는 케이스에도 쉽게 부착될 수 있으며, 그 밖의 다양한 형태의 전자 기기에 그 형상에 구애를 받지 않고 적용될 수 있다.
그리고, 발명에 따른 무접점 전력 전송 장치는 코일부가 병렬로 연결되는 다수의 코일 가닥들에 의해 하나의 코일 패턴이 형성되므로, 여러 가닥의 전선을 꼬아 형성한 연선(撚線)형태의 코일(예컨대 리쯔 와이어 등)을 이용하는 효과를 도출할 수 있다. 따라서, 낮은 주파수에서 맴돌이 전류(eddy current)와 표피 효과(skin effect) 등에 의해 발생되는 손실(예컨대, 교류 저항값 등)을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 무접점 전력 전송 장치와 안테나 모듈과의 간섭을 최소화하도록 배치되므로 전자 기기의 전력 전송 효율과 주파수 수신 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기와 충전 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치의 코일 유닛을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치의 코일 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 C-C'에 따른 단면도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치 및 안테나 모듈을 포함하는 전자기기를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치 및 안테나 모듈을 포함하는 전자 기기를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지로의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 본 실시예를 설명함에 있어, 무접점 전력 전송 장치는 전력을 전송하는 무접점 전력 송신 장치와, 전력을 수신하여 저장하는 무접점 전력 수신 장치를 포괄적으로 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 기기와 충전 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(10)는 배터리(12)와, 배터리(12)에 전력을 공급하여 배터리(12)를 충전하는 무접점 전력 수신 장치(300)를 구비할 수 있다.
배터리(12)는 충, 방전이 가능한 2차 전지일 수 있으며, 전자 기기(10)에서 착탈 가능하게 구성될 수 있다.
무접점 전력 수신 장치(300)는 전자 기기(10)의 케이스(11)의 내부에 수용되어 케이스(11)의 내부면에 직접 부착되거나, 최대한 인접하게 배치될 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 충전 장치(20)는 전자 기기(10)의 배터리(12)를 충전시키기 위해 구비된다. 이를 위해 충전 장치(20)는 케이스(21) 내부에 무접점 전력 송신 장치(100)를 구비할 수 있다.
충전 장치(20)는 외부로부터 공급되는 가정용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 직류 전원을 다시 특정 주파수의 교류 전압으로 변환하여 무접점 전력 송신 장치(100)에 제공한다. 이를 위해 충전 장치(20)는 가정용 교류 전원을 특정 주파수의 교류 전압으로 변환하는 전압 변환부(22)를 구비할 수 있다.
상기한 교류 전압이 무접점 전력 송신 장치(100)의 코일부에 인가되면, 코일부 주변의 자기장이 변화된다. 이에 무접점 전력 송신 장치(100)와 인접하게 배치되는 전자 기기(10)의 무접점 전력 수신 장치(300)는 자기장의 변화에 따라 전압이 인가되고, 이로 인해 배터리(12)가 충전된다.
이하에서는 상기한 전자 기기(10)에 구비되는 무접점 전력 수신 장치(300)에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(1)는 무접점 전력 전송용 코일 유닛(310)과 무접점 전력 전송용 회로 유닛(320)을 포함하여 구성된다.
상기 무접점 전력 전송용 코일 유닛(310)과 상기 무접점 전력 전송용 회로 유닛(320)은 유연성 기판에 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 유연성 기판은 상기 코일 유닛(310)과 상기 회로 유닛(320)이 형성되는 박막 기판으로써, 연성 인쇄회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board)과 같은 유연성 기판이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연성 기판으로 필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판 등 두께가 얇고 배선 패턴을 형성할 수 있는 기판이 다양하게 이용될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 폴리이미드(polyimide)를 사용한 연성인쇄회로기판 또는 FR-4 (Flame Retardant 4) 타입의 인쇄회로기판에서도 구현할 수 있다. FR-4 재질의 인쇄회로기판을 적용하는 경우 비용이 보다 절감될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 리소그라피(Lithography) 등과 같은 에칭 방법, 인쇄, 증착 등과 같은 여러 가지 방법을 사용하여 유연성 기판 위에 원하는 형상의 코일 패턴 및 회로 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 내부에 회로 패턴 및 코일 패턴이 형성된 유연성 기판에 무선 충전용 부품을 표면 실장 기술(SMT; Surface Mounting Technology)를 적용하여 코일 유닛과 회로 유닛을 하나의 유연성 기판에 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 하나의 유연성 기판에 무접점 전력 수신 코일 유닛과 무접점 전력 수신 회로 유닛을 구성함으로써, 무접점 전력 수신 장치의 초슬림화가 가능해질 수 있다. 또한, 무접점 전력 수신 장치를 단순히 양면 테이프 등과 같이 간단한 방법으로 휴대폰 케이스 등의 구조물에 부착함으로써 제조 비용이 낮아질 수 있고 공정 비용을 줄일 수 있다.
또한, 유연성 기판에 무접점 전력 수신 장치가 구현되기 때문에 곡면의 형상을 갖는 전자 기기에도 간단하게 부착될 수 있다. 그에 따라 무접점 전력 전송 장치의 적용 융통성이 증가하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 유연성 기판에 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)을 모두 구현할 수 있다. 그에 따라 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)의 별도의 접합 공정 없이 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)이 구비된 무접점 전력 수신 장치(1)를 제공할 수 있다.
상기 코일 유닛(310)과 상기 회로 유닛(320)은 제1 접촉패드(315) 및 제2 접촉패드(317)에 의해 연결될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나 평면 코일 중심부에 연결단자가 형성되는 경우 중심부에 형성된 제3 접촉패드(313)를 거쳐 제2 접촉패드(317)에 연결되는 방식으로 상기 코일 유닛(310)과 상기 회로 유닛(320)은 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 회로 유닛(320)에는 제1 및 제2 외부 연결단자(321, 323)이 형성될 수 있다. 그에 따라, 코일 유닛(310)을 통하여 수신된 전력을 회로 유닛(320)을 거쳐서 처리된 후, 제1 및 제2 노출패드(321, 323)를 통하여배터리(미도시)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)는 유연성 기판에 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)이 함께 일체형으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 무접점 전력 수신 장치(300)를 수용하고자 하는 케이스에 부착하거나 탑재하는 공정만으로 간단하게 무접점 전력 수신 장치(300)를 전자 기기(1) 내부에 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)의 별도의 연결 공정을 거치지 않고 유연성 기판을 탑재하기만 하면 되므로 전자 기기의 제조 과정이 간단해질 수 있다. 그리고, 미리 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)이 가공 및 연결되어 유연성 기판에 형성된 상태로 제공되므로, 제품의 이동 및 운반이 편리해지고 제품의 정밀도가 높아지게 된다.
도 4는 도 3의 코일 유닛(310)을 나타내는 부분(C)의 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 무접점 전력 수신 장치의 코일 유닛(310)은 코일부(110) 및 자성부(120)를 포함하여 구성된다.
코일부(110)는 기판(112)과, 기판(112) 상에 형성되는 코일 패턴(115)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 코일부(110)의 기판(112)은 박막 기판으로, 예를 들어 유연성 기판일 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 코일부(110)가 탑재되는 유연성 기판에 회로 유닛(320)이 함께 탑재될 수 있다. 회로 유닛(320)과 코일 유닛(310)이 일체형으로 유연성 기판에 탑재되어 제공될 수 있다.
상기 코일 패턴(115)은 기판(112)의 적어도 일면에 배선 패턴의 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 코일 패턴(115)은 기판(112)이 형성하는 평면 상에서 소용돌이 형상으로 형성되며, 그 양단에는 코일 패턴(115)을 외부와 전기적으로 연결하기 위한 접촉 패드(118)가 형성된다.
도 4의 실시예의 경우 코일 패턴(115)의 평면 코일의 양단에 2개의 제1 및 제2 접촉 패드가 형성되는 것을 개시하였다. 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 및 제2 접촉패드 중 어느 하나가 다른 하나를 가로지르도록 형성되어, 제1 및 제2 접촉패드가 코일 패턴(115)의 동일 측면으로 인출되게 할 수 있다.
여기서 도 4에 도시된 코일부(110)는 기판(112)의 하부면에 형성된 코일 패턴(115)와 접촉 패드(118)를 투과하여 도시하고 있다. 그리고, 상기 접촉 패드(118)는 회로 유닛(320)에 배선 패턴을 통하여 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 코일 패턴(115)은 나란히 배치되는 다수의 코일 가닥(115a~115e)을 포함한다. 이때, 다수의 코일 가닥들(115a~115e)은 모두 동일한 접촉 패드(118)에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 각각의 코일 가닥(115a~115e)은 서로 병렬로 연결되어 하나의 코일 패턴(115)을 형성하게 된다.
본 실시예의 경우, 기판(112)의 일면에 코일 패턴(115)이 5개의 코일 가닥(115a~115e)으로 형성되는 경우를 예로 들고 있다. 이 경우, 코일 패턴(115)의 각 코일 가닥들(115a~115e)은 일정한 간격으로 이격되어 나란하게 배치된다.
본 실시예에서는 코일 패턴(115)이 전체적으로 사각 형상의 소용돌이 형태로 형성되는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 원형이나 다각형 형상의 소용돌이 형태로 형성하는 등 다양한 응용이 가능하다.
이러한 코일 패턴(115)의 상부에는 필요에 따라 코일 패턴(115)을 외부로부터 보호하기 위한 절연 보호층(예컨대, 수지 절연층, 미도시)이 형성될 수 있다.
자성부(120)는 편평한 판 형상(또는 시트 형상)으로, 코일부(110)의 일면에 배치되며, 코일부(110)에 고정 부착된다. 자성부(120)는 코일 패턴(115)에 의해 발생하는 자기장의 자로를 효율적으로 형성하기 위해 구비된다. 이를 위해 자성부(120)는 자로가 용이하게 형성될 수 있는 재질로 형성되며, 구체적으로 페라이트 시트(ferrite sheet)가 이용될 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 자성부(120)는 상기한 구성으로 한정되지 않으며, 코일부(110)의 일면에 페라이트 가루나 자성체 용액을 도포하여 형성하는 등 다양한 응용이 가능하다.
한편, 도시되어 있지 않지만, 자성부(120)의 외부면에는 전자파나 누설 자속을 차폐하기 위해 필요에 따라 금속 시트를 더 부가하는 것도 가능하다. 금속 시트는 알루미늄(aluminum) 등으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)의 코일 유닛(310)의 코일부(110)와 자성부(120)가 서로 견고하게 고정 접착되도록, 코일부(110)와 자성부(120) 사이에 접착부(140)가 개재될 수 있다.
접착부(140)는 기판(112)과 자성부(120)의 사이에 배치되며, 자성부(120)와 코일부(110)를 상호 접합시킨다. 이러한 접착부(140)는 접착 시트(sheet)나 접착 테이프에 의해 형성될 수 있으며, 기판(112)이나 자성부(120)의 표면에 접착제나 접착성을 갖는 수지를 도포하여 형성할 수도 있다. 이때, 접착부(140)가 페라이트 분말을 함유하도록 구성하여 접착부가 자성부와 함께 자성을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 코일부(110)가 형성된 유연성 기판에 회로 유닛(320)이 형성될 수 있다. 즉, 무접전 전력 수신을 위한 회로가 코일부(110)가 형성된 유연성 기판에 함께 구현되어 유연성 기판에는 회로 유닛(320)과 코일 유닛(310)이 형성될 수 있다. 회로 유닛(320)은 전자 기기(10)의 배터리(12)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 코일 유닛(310)과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 및 제2 노출패드(321, 323)를 통하여 전자 기기(10)의 배터리(12)와 무접점 전력 수신 장치가 전기적으로 연결할 수 있고, 제1 및 제2 접촉패드(315, 317)를 통하여 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)이 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 제1 및 제2 노출패드(321, 323), 제1, 제2 및 제3 접촉패드(315, 317, 313)는 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 별도의 전선을 이용하여 제1 및 제2 노출패드(321, 323)를 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 및 제2 접촉패드(315, 317)는 유연성 기판에 배선 패턴을 형성하여 코일 유닛과 회로 유닛을 연결할 수 있다.
또한, 제2 접촉패드(317)과 제3 접촉패드(313)의 경우 코일 패턴의 위에 형성된 배선 패턴을 통하여 연결될 수 있는 데, 이 경우 코일 패턴의 표면상에 절연 보호층을 형성하고, 절연 보호층 상부에 배선 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 배선 패턴을 보호하기 위해 배선 패턴 상부에 보호층을 더 형성할 수 있다. 그에 따라 제3 접촉패드(313)는 코일 패턴을 가로질러 제2 접촉패드(317)에 연결될 수 있다.
이러한 본 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)는 종래와 같이 와이어(wire) 형태의 코일을 이용하지 않고, 얇은 유연성 기판(112) 상에 코일 패턴(115)을 형성하여 이용하므로, 코일부(110)의 두께를 매우 얇게 형성하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 코일부(110)는 병렬로 연결되는 다수의 코일 가닥(115a~115e)에 의해 하나의 코일 패턴(115)이 형성된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 코일 패턴(115)은 기판(112) 상에 패턴 형태로 형성되지만, 여러 가닥의 전선을 꼬아 형성한 연선(撚線) 형태의 코일(예컨대 리쯔 와이어, Litz wire)을 이용하는 효과를 도출할 수 있다.
이와 같은 연선 형태의 코일을 이용하는 경우, 낮은 주파수에서 맴돌이 전류(eddy current)와 표피 효과(skin effect) 등에 의해 발생되는 손실(예컨대, 교류 저항값 등)을 최소화할 수 있다.
이처럼 본 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)의 코일 유닛은 코일 패턴(115)을 연선 형태로 형성하더라도 코일부(110)의 두께를 최소화(예컨대, 0.1mm 이하)할 수 있어, 무접점 전력 수신 장치(300)의 전체적인 두께를 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 무접점 전력 수신 장치(300)의 구성은 충전 장치(20)에 구비되는 무접점 전력 송신 장치(100)에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 무접점 전력 송신 장치(100)에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 무접점 전력 수신 장치(300)가 작은 크기로 형성되는 경우, 그에 대응하여 코일부(110)의 크기도 작게 설계되어야 하며, 이에 따라 각 코일 가닥(115a~115e)의 선폭은 더욱 가늘게 형성되어야 한다.
그러나, 코일 가닥들(115a~115e)의 선폭을 너무 가늘게 형성하는 경우, 오히려 코일 패턴(115)의 저항 값(즉 손실)이 높아지고, 적정한 인덕턴스 값이 나타나지 않는 문제가 있다.
따라서, 무접점 전력 수신 장치(300)의 작은 크기로 인하여 최소한의 선폭을 확보하기 어려운 경우, 하기의 제2 실시예에 따른 코일부(110)를 이용할 수 있다.
이하에서 설명하는 실시예들에 따른 무접점 전력 전송 장치는 전술된 실시예의 무접점 전력 전송 장치의 코일 유닛(도 4의 310)와 유사한 구조로 구성되며, 코일부(110)의 구조에 있어서만 차이를 갖는다.
일 예로, 도 4 및 도 5의 실시예의 경우 정사각형 코일 패턴(115)과 상기 코일 패턴(115)에 인접한 접촉 패드(118)를 포함하는 코일부를 개시하였으나, 도 3, 도 7 및 도 8의 실시예의 경우 직사각형 코일 패턴(311), 상기 코일 패턴(311)과 회로 유닛(320) 사이에 배치되는 제1 및 제2 접촉패드(315, 317) 및 코일 패턴(311) 내부의 형성되어 제2 접촉패드(317)에 연결되는 제3 접촉패드(313)를 포함하는 코일부를 형성하는 것도 가능하다.
따라서 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하고 상세한 설명은 생략하며, 코일부(110)의 구조를 중심으로 하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 코일부는 전술한 실시예와 같이 유연성 기판(112)과, 상기 유연성 기판(112) 상에 형성되는 코일 패턴(115)을 포함하여 구성될 수 있다.
코일 패턴(115)은 유연성 기판(112)의 양 면에 배선 패턴의 형태로 형성되며, 코일 패턴(115)의 양단에는 코일 패턴(115)의 외부와 전기적으로 연결하기 위한 접촉 패드(118)가 형성된다.
유연성 기판(112)의 각 면에 형성되는 각각의 코일 가닥(115a, 115b)은 서로 대응하는 위치(즉, 기판을 매개로 투영되는 위치)에 형성될 수 있다. 또한, 유연성 기판(112)의 각 면에 형성되는 코일 가닥(115a, 115b)은 각각 하나의 가닥 또는 다수의 가닥으로 형성될 수 있다.
이러한 각각의 코일 가닥(115a, 115b)은 양단이 전기적으로 연결되어 전체적으로 병렬 회로를 구성한다. 이를 위해 코일 가닥(115a, 115b)의 양단이 배치되는 부분에는 기판(112) 양 면의 코일 가닥(115a, 115b)을 전기적으로 연결하기 위한 도전성 비아(119)가 형성될 수 있다.
또한, 비아(119)의 일단에는 외부와 전기적으로 연결되기 위한 접촉 패드(118)가 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 코일부(110)는 기판(112)의 한 면에 형성될 수 있는 코일 가닥(115a, 115b)의 개수가 유연성 기판(112)의 크기, 즉 전자 기기(또는 무접점 전력 수신 장치)의 크기에 따라 설정될 수 있다.
즉, 유연성 기판(112)의 크기가 크게 형성되는 경우, 유연성 기판(112)의 한 면에는 다수의 코일 가닥이 형성될 수 있으며, 유연성 기판(112)의 크기가 작게 형성되는 경우, 유연성 기판(112)의 한 면에는 본 실시예와 같이 하나의 코일 가닥(115a, 115b)만이 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 30mm × 40mm 크기의 유연성 기판(112) 상에 코일 패턴(115)이 15회 권선되며, 각 코일 가닥(115a, 115b)은 폭(d)이 0.5mm, 두께(t)가 36μm로 형성되는 코일부(110)를 예로 들고 있다. 이러한 구성으로 인해, 본 실시예에 따른 코일부(110)는 125kH의 주파수에서 인덕턴스가 14μH 이상, 저항값이 0.98Ω 이하의 특성을 갖는다.
여기서, 코일 가닥(115a, 115b)의 폭이나 두께가 상기한 수치보다 작게 형성되면, 저항값이 커지고 인덕턴스가 필요 수치(예컨대, 14μH)보다 낮아지게 된다. 반면에, 코일 가닥(115a, 115b)의 폭을 0.5mm 보다 넓게 형성하는 경우, 코일 패턴(115)의 특성은 좋아지지만 유연성 기판(112)의 크기로 인해 유연성 기판(112) 상에 코일 가닥(115a, 115b)이 15회 권선되기 어렵다.
이에 따라, 본 실시예에서는 유연성 기판(112)의 각 면에 각각 하나의 코일 가닥(115a, 115b)만 형성되는 경우를 예로 들고 있다. 이러한 코일부(110)의 구성은 전자 기기(도 1의 10) 등에서 5W 가량의 전력을 무선 즉 무접점으로 획득하기 위해 도출된 구성이다. 따라서, 전송 전력이 변경되거나, 전자 기기(또는 무접점 전력 수신 장치)의 크기가 변경되는 경우, 코일부(110)의 구성은 변경된 구성 요소에 대응하여 변경될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 유연성 기판(112)의 각 면에 형성되는 각각의 코일 가닥(115a, 115b)이 서로 투영되는 위치(즉, 수직 방향으로 대응되는 위치)에 형성되는 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 유연성 기판(112)의 각 면에 형성되는 각각의 코일 가닥(115a, 115b)이 서로 투영되는 위치가 아닌, 서로 어긋나는 위치에 형성되도록 구성하는 등 필요에 따라 다양한 응용이 가능하다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치와 안테나를 포함하는 전자 기기(1)를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기(1)는 본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300) 및 내부에 상기 무접점 전력 전송 장치를 수용하는 케이스(400)를 포함한다.
상기 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)는 유연성 기판에 필름 형태로 구현되기 때문에 초슬림화가 가능하다. 또한, 케이스(400)에 단순히 양면 테이프, 접착제 등과 같은 수단으로 간단한 방법으로 부착할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무접점 전력 수신 장치(300)가 유연성 필름으로 구현되기 때문에 곡면 형상을 갖는 전자 기기(1)에도 쉽게 부착될 수 있는 장점을 가지고 있다.
전자 기기(1)에는 무접점 전력 수신 장치(300)와 각종 안테나가 함께 수용되는 경우 사용하는 주파수에 따라 서로 간의 간섭 효과가 나타날 수 있다.
특히, 무접점 전력 전송의 경우 1kHz 내지 10MHz의 저주파 대역에서 전력의 전송이 이루어질 수 있다. 이 경우 저주파 대역의 안테나와 같이 사용 주파수가 낮은 경우 그 위치에 따라 서로 간의 간섭 효과가 발생할 수 있다.
전자 기기(1)의 소형화에 따라 전자 기기(1) 내부에서 공간의 배치에 제약이 많으며, 무접점 전력 수신 장치와 저주파 안테나 사이에 간섭을 방지하기 위해서는 무접점 전력 수신 장치와 저주파 안테나 사이의 배치에 제약이 따르게 된다.
도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 기기(1)는 무접점 전력 수신 장치(300)와 상기 무접점 전력 수신 장치의 코일 패턴을 둘러싸도록 형성된 안테나 패턴(201)을 포함하는 안테나 모듈(200)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무접점 전력 수신 장치(300)는 코일 유닛(310)과 회로 유닛(320)을 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(200)은 안테나 패턴(201)과 상기 안테나 패턴(201)과 그에 대응하는 회로 기판과 연결되는 하나 이상의 연결단자(203)을 포함한다.
도 7의 (a)의 선 D-D'를 따라 절단한 단면을 나타내는 도 7의 (b)를 참조하면, 안테나 모듈(200)의 안테나 패턴(201)은 무접점 전력 수신 장치(300)의 코일 유닛(301)의 코일 패턴(311)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그에 따라 안테나 패턴(201)과 코일 패턴(311) 사이의 간섭을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안테나 모듈(200)은 NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM (frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 다양한 종류의 안테나가 적용될 수 있다.
본 발명의 경우 코일 패턴의 경우 1kHz 내지 10MHz 대역의 주파수를 사용하므로, 본 발명의 실시예에 따른 코일 패턴과 안테나 패턴의 배치는 10kHz 내지 100MHz 대역의 주파수를 사용하는 NFC 안테나, RFID 안테나에 적용되는 경우 주파수 수신 효율 및 정확도를 높일 수 있다.
상기와 같이 안테나 패턴이 코일 패턴을 둘러싸도록 형성함으로써, 125 kHz 대역을 무접점 전력 전송 주파수로 사용하는 경우에도, 13.56 MHz와 같은 NFC 또는 RFID 안테나와 같은 저주파 안테나도 상기 무접점 전력 수신 장치와 동시에 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 안테나 모듈(200)은 무접점 전력 수신 장치(300)의 위에 또는 아래에 배치될 수 있으며, 무접점 전력 수신 장치(300)와 마찬가지로 케이스(400)에 부착되는 방식으로 탑재될 수 있다.
도 8의 (a) 및 (b)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 안테나 모듈(200')이 내장된 외부 케이스(401)가 마련될 수 있다. 그리고, 외부 케이스(401)에 무접점 전력 수신 장치(300')가 부착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 안테나 모듈(200')은 상기 외부 케이스(401)에 인서트 몰딩된 인-몰드 안테나(IMA; In-Mold Antenna)일 수 있다. 이 경우, 안테나 모듈(200')이 외부 케이스(401) 내에 매립되어 전자 기기의 내부 공간을 최대화할 수 있고, 무접점 전력 수신 장치(300')를 외부에 부착함으로써 간단한 방식으로 전자 기기(1)가 조립될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무접점 전력 수신 장치와 저주파 대역 안테나를 케이스에 일체화할 수 있으므로 안테나 공간 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 그에 따라 전자 기기의 슬림화가 가능해질 수 있다.
도 8의 (a)의 선 D-D'를 따라 절단한 단면을 나타내는 도 8의 (b)를 참조하면, 상기 안테나 모듈(200')의 안테나 패턴(211)은 무접점 전력 수신 장치(300)의 코일 패턴(311)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 그에 따라 안테나 모듈(200')과 무접점 전력 수신 장치(300') 사이의 간섭을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 케이스(400, 401)는 전자 기기(1)의 외부 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임일 수 있다. 그에 따라, 무접점 전력 수신 장치(300, 300') 및 안테나 모듈(200, 200')을 외부 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임에 부착 또는 인서트 몰딩함으로써 무접점 전력 수신 장치 및 안테나 모듈이 내부에 탑재된 전자 기기를 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 무접점 전력 수신 장치 및 이를 구비하는 전자 기기는 전술한 실시예들에 한정되지 않으며, 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어, 전술한 실시예들에서는 코일부의 접촉 패드가 자성부의 반대측 면으로 노출되는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 자성부와 대면하는 면에 노출되도록 형성할 수 있다. 이 경우 연결부는 자성부와 코일부의 사이에 개재될 수 있다.
또한, 전술한 실시예들에서는 전자 기기에 채용되는 무접점 전력 수신 장치를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 전력을 충전하여 이용할 수 있는 모든 전자 장치와, 전력을 전송할 수 있는 모든 전력 전송 장치에 폭넓게 적용될 수 있다.
1, 10.....전자 기기
11, 12, 400, 400'.....케이스
12.....배터리
20.....충전 기기
100.....무접점 전력 송신 장치
110.....코일부
112.....유연성 기판
115.....코일 패턴
115a ~ 115e.....코일 가닥
120.....자성부
140.....접착부
200.....안테나 모듈
300.....무접점 전력 수신 장치
310.....코일 유닛
320.....회로 유닛

Claims (24)

  1. 유연성 기판;
    상기 유연성 기판에 형성되며, 배선 패턴 형태로 형성되어 다수의 코일 가닥이 병렬로 연결되어 하나의 코일 패턴을 형성하는 코일부를 포함하는 무접점 전력 전송용 코일 유닛; 및
    상기 유연성 기판에 형성되며, 상기 코일 유닛과 전기적으로 연결되는 무접점 전력 전송용 회로 유닛;
    을 포함하는 무접점 전력 전송 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유연성 기판은 필름형 또는 박형의 인쇄 회로 기판인 무접점 전력 전송 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유연성 기판은 폴리이미드(polyimide) 타입 연성회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuit Board) 또는 FR-4 (Flame Retardant 4) 타입 인쇄회로기판인 무접점 전력 전송 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코일 유닛은,
    내부에 자로가 형성되고, 일 면에 상기 코일 패턴이 부착되는 판 형상의 자성부를 더 포함하는 무접점 전력 전송 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 자성부는,
    페라이트 시트(ferrite sheet)를 포함하는 무접점 전력 전송 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 자성부와 상기 코일부 사이에 개재되어 상기 자성부와 상기 코일부를 상호 접착시키는 접착부를 더 포함하는 무접점 전력 전송 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코일부는,
    다수의 상기 코일 가닥이 나란하게 배치되며 상기 코일 패턴을 형성하는 무접점 전력 전송 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 코일 유닛은,
    상기 유연성 기판의 양 면 중 적어도 어느 한 면에 상기 코일 패턴이 형성되며, 상기 코일 패턴의 양 단에는 상기 회로 유닛과 전기적으로 연결되기 위한 접촉 패드가 형성되는 무접점 전력 전송 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 회로 유닛은
    배터리와 전기적으로 연결되기 위한 노출 패드가 형성되는 무접점 전력 전송 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 코일부는,
    상기 유연성 기판의 양 면에 각각 동일한 형상으로 상기 코일 가닥이 형성되는 무접점 전력 전송 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 유연성 기판은,
    상기 코일 가닥의 끝단이 배치되는 위치에 도전성 비아가 형성되고, 상기 도전성 비아에 의해 상기 유연성 기판의 양 면에 형성된 상기 코일 가닥들은 전기적으로 연결되는 무접점 전력 전송 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 코일부는,
    상기 유연성 기판이 30mm × 40mm 의 크기로 형성되며, 상기 코일 패턴은 상기 유연성 기판 상에 15회 권선되는 무접점 전력 전송 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 코일부는
    상기 코일 가닥의 폭이 0.5mm 이상, 두께가 36μm 이상으로 형성되는 무접점 전력 전송 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 코일부는
    125kH 주파수에서 인덕턴스가 14μH 이상, 저항이 0.98Ω 이하인 무접점 전력 전송 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 어느 하나의 무접점 전력 전송 장치; 및
    내부에 상기 무접점 전력 전송 장치를 수용하는 케이스;
    를 포함하는 전자 기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무접점 전력 전송 장치는 상기 케이스 내부에 직접 부착되거나 최대한 인접하게 배치되는 전자 기기.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 무접점 전력 전송 장치는 접착제 또는 양면 테이프를 사용하여 상기 케이스 내부에 부착되는 전자 기기.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 무접점 전력 전송 장치의 코일 패턴을 둘러싸는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 모듈을 더 포함하는 전자 기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은 상기 무접점 전력 전송 장치와 함께 상기 케이스에 부착되는 전자 기기.
  20. 제18항에 있어서
    상기 안테나 모듈은 상기 내부에 몰딩된 인 몰드 안테나(IMA; In-Mold Antenna)인 전자 기기.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은 NFC (Near field communication) 안테나, RFID (Radio Frequency Identification) 안테나, FM (frequency modulation) 안테나 및 DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 안테나로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나인 전자 기기.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 무접점 전력 전송 장치는 1kHz 내지 10MHz 대역의 주파수를 사용하고, 상기 안테나 모듈은 10kHz 내지 100MHz 대역의 주파수를 사용하는 전자 기기.
  23. 제15항에 있어서,
    상기 케이스는 전자 기기 외부 케이스 프레임 또는 배터리 케이스 프레임인 전자 기기.
  24. 제15항에 있어서,
    상기 무접점 전력 전송 장치에서 발생되는 전력을 저장하는 배터리를 더 포함하는 전자 기기.
KR1020110079697A 2011-04-27 2011-08-10 무접점 전력 전송 장치 및 이를 구비하는 전자 기기 KR101179398B1 (ko)

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EP11275141.7A EP2518904B1 (en) 2011-04-27 2011-11-10 Contactless power transmission device
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Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101378118B1 (ko) * 2012-09-11 2014-03-27 주식회사 아이엠텍 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
KR20140053799A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송장치
KR101398647B1 (ko) * 2012-09-11 2014-05-27 주식회사 아이엠텍 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
KR20140068412A (ko) * 2012-11-28 2014-06-09 주식회사 리홈쿠첸 개선된 안테나 패턴이 형성된 ｐｃｂ를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥
KR20140076994A (ko) * 2012-12-13 2014-06-23 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 제조 방법
KR101431983B1 (ko) 2013-08-19 2014-08-20 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR101434106B1 (ko) 2013-07-02 2014-08-25 삼성전기주식회사 무선 전력 송신기 및 이를 포함하는 무선 충전 장치
KR101449123B1 (ko) * 2012-09-13 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 코일, 무선 전력 장치 및 단말기
KR101452076B1 (ko) * 2012-12-28 2014-10-16 삼성전기주식회사 무선 충전용 코일 및 이를 구비하는 무선 충전 장치
KR101444552B1 (ko) * 2012-12-21 2014-10-30 삼성전기주식회사 자성체 시트, 자성체 시트의 제조방법 및 자성체 시트를 포함하는 무접점 전력 충전 장치
KR20140148342A (ko) * 2013-06-22 2014-12-31 주식회사 스마트원 무선전력송신장치 및 이를 이용한 휴대 단말기 거치장치
KR101482934B1 (ko) * 2013-09-25 2015-01-16 주식회사 아이엠텍 이종의 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
KR20150011619A (ko) * 2013-07-23 2015-02-02 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR20150025591A (ko) * 2013-08-29 2015-03-11 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
US20150115725A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power relay apparatus and case including the same
KR101532052B1 (ko) * 2013-08-29 2015-06-29 주식회사 이랜텍 무선충전 및 엔에프씨 통신 겸용 단자부를 포함하는 안테나 패치
KR20150134857A (ko) * 2014-05-23 2015-12-02 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 이의 제조방법
KR20160050355A (ko) * 2014-10-29 2016-05-11 울산대학교 산학협력단 체내 삽입 가능한 안테나 및 체내 이식형 디바이스, 무선 전력 전송방법
WO2016117867A1 (ko) * 2015-01-19 2016-07-28 주식회사 아모센스 안테나 장치, 그의 제조 방법 및 그를 구비한 전자기기
KR20170093020A (ko) * 2016-02-04 2017-08-14 삼성전자주식회사 코일을 포함하는 전자 장치
KR20170111654A (ko) * 2016-03-29 2017-10-12 삼성전기주식회사 무선 전력 송신 장치
KR20180132205A (ko) * 2017-06-01 2018-12-12 주식회사 아모센스 무선전력 전송모듈
KR20190051603A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 삼성전기주식회사 코일 모듈
US10404091B2 (en) 2016-01-07 2019-09-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Coil substrate
WO2021107652A1 (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 한국전기연구원 입체 형상의 무선 전력 전송 코일 및 이를 구비하는 장치
KR20210121568A (ko) * 2020-03-30 2021-10-08 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 안테나를 갖는 차량용 무선 충전 장치
KR20210121567A (ko) * 2020-03-30 2021-10-08 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 베이스를 갖는 차량용 무선 충전 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101963261B1 (ko) * 2013-03-22 2019-03-28 삼성전기주식회사 무선 충전 장치
JP6056651B2 (ja) * 2013-05-21 2017-01-11 株式会社デンソー 携帯端末アダプタ
JP2016134598A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 ヒタチ−エルジー データ ストレージ コリア，インコーポレイティド 無線充電用の受信装置
JP6646393B2 (ja) * 2015-09-24 2020-02-14 矢崎総業株式会社 ワイヤレス給電用シートユニット、受電シート、送電シート、電気機器、及び、乗物
US20180204672A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 Arris Enterprises Llc High q adjacent printed antenna for wireless energy transfer
JP6828555B2 (ja) 2017-03-29 2021-02-10 Tdk株式会社 コイル部品およびその製造方法
JP7086527B2 (ja) * 2017-03-31 2022-06-20 日東電工株式会社 無線電力伝送システムおよびシートコイル
KR102119591B1 (ko) 2017-09-14 2020-06-05 주식회사 아모센스 무선전력 송신장치
JP7082785B2 (ja) * 2017-10-23 2022-06-09 国立大学法人信州大学 非接触給電用伝送コイル部品およびその製造方法ならびに非接触給電装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002262468A (ja) 2001-01-05 2002-09-13 Samsung Electronics Co Ltd コアレス超薄型プリント回路基板変圧器及びそれを利用した無接点バッテリ充電器
KR100698219B1 (ko) 2005-09-08 2007-03-22 엘지전자 주식회사 무접점 충전 장치
JP2008205214A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Epson Corp コイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器
JP2011125211A (ja) 2009-12-11 2011-06-23 Korea Electronics Telecommun 携帯機器及びそれのバッテリ充電方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62157108U (ko) * 1986-03-26 1987-10-06
JPH0582349A (ja) * 1991-09-21 1993-04-02 Tdk Corp 渦巻状薄膜コイル
JPH08203736A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Murata Mfg Co Ltd コア付きコイル装置
JPH1198706A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Tokin Corp 非接触充電器
JPH11176676A (ja) * 1997-12-09 1999-07-02 Tokin Corp 小型非接触伝送装置
JP2001319813A (ja) * 2000-05-10 2001-11-16 Alps Electric Co Ltd インダクティブ素子
JP4202914B2 (ja) * 2001-08-09 2008-12-24 エヌエックスピー ビー ヴィ 平面誘導性部品および平面変成器
JP3907045B2 (ja) * 2002-03-01 2007-04-18 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 携帯通信端末
JP4043306B2 (ja) * 2002-07-15 2008-02-06 Ｊｆｅスチール株式会社 平面磁気素子
JP2005117354A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Nec Saitama Ltd 携帯電話機及びそれに用いる電池パック並びに接続コネクタ
JP2005268360A (ja) * 2004-03-17 2005-09-29 Dainippon Printing Co Ltd レール型非接触電力伝送装置
US20100314946A1 (en) * 2006-10-26 2010-12-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Floor covering and inductive power system
JP5174424B2 (ja) * 2007-10-24 2013-04-03 デクセリアルズ株式会社 アンテナ回路及びその抵抗低減方法、並びにトランスポンダ
US20090159677A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 General Electric Company Contactless power and data transfer system and method
JP2010056175A (ja) * 2008-08-26 2010-03-11 Panasonic Electric Works Co Ltd シート型コイル及びシート型トランス及び電力変換装置及び車載用前照灯点灯装置
JP5552752B2 (ja) * 2009-04-15 2014-07-16 セイコーエプソン株式会社 受電装置、電子機器および無接点電力伝送システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002262468A (ja) 2001-01-05 2002-09-13 Samsung Electronics Co Ltd コアレス超薄型プリント回路基板変圧器及びそれを利用した無接点バッテリ充電器
KR100698219B1 (ko) 2005-09-08 2007-03-22 엘지전자 주식회사 무접점 충전 장치
JP2008205214A (ja) 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Epson Corp コイルユニットおよびその製造方法ならびに電子機器
JP2011125211A (ja) 2009-12-11 2011-06-23 Korea Electronics Telecommun 携帯機器及びそれのバッテリ充電方法

Cited By (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101378118B1 (ko) * 2012-09-11 2014-03-27 주식회사 아이엠텍 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
KR101398647B1 (ko) * 2012-09-11 2014-05-27 주식회사 아이엠텍 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
KR101449123B1 (ko) * 2012-09-13 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 코일, 무선 전력 장치 및 단말기
KR20140053799A (ko) * 2012-10-26 2014-05-08 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송장치
KR102166686B1 (ko) * 2012-10-26 2020-10-16 엘지전자 주식회사 무선 전력 전송장치
KR20140068412A (ko) * 2012-11-28 2014-06-09 주식회사 리홈쿠첸 개선된 안테나 패턴이 형성된 ｐｃｂ를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥
KR102043224B1 (ko) * 2012-11-28 2019-11-12 (주)쿠첸 개선된 안테나 패턴이 형성된 ｐｃｂ를 이용하여 구성된 근접 필드 통신 모듈 및 이를 구비한 전기 밥솥
KR20140076994A (ko) * 2012-12-13 2014-06-23 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 제조 방법
KR102019080B1 (ko) * 2012-12-13 2019-11-04 엘지이노텍 주식회사 무선전력 수신장치 및 그의 제조 방법
KR101444552B1 (ko) * 2012-12-21 2014-10-30 삼성전기주식회사 자성체 시트, 자성체 시트의 제조방법 및 자성체 시트를 포함하는 무접점 전력 충전 장치
KR101452076B1 (ko) * 2012-12-28 2014-10-16 삼성전기주식회사 무선 충전용 코일 및 이를 구비하는 무선 충전 장치
US9355766B2 (en) 2012-12-28 2016-05-31 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Coil for cordless charging and cordless charging apparatus using the same
KR20140148342A (ko) * 2013-06-22 2014-12-31 주식회사 스마트원 무선전력송신장치 및 이를 이용한 휴대 단말기 거치장치
KR101703157B1 (ko) * 2013-06-22 2017-02-22 주식회사 스마트원 무선전력송신장치 및 이를 이용한 휴대 단말기 거치장치
KR101434106B1 (ko) 2013-07-02 2014-08-25 삼성전기주식회사 무선 전력 송신기 및 이를 포함하는 무선 충전 장치
KR20150011619A (ko) * 2013-07-23 2015-02-02 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR102081365B1 (ko) * 2013-07-23 2020-02-25 주식회사 위츠 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR101431983B1 (ko) 2013-08-19 2014-08-20 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
US10186875B2 (en) 2013-08-19 2019-01-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Coil type unit for wireless power transmission, wireless power transmission device, electronic device and manufacturing method of coil type unit for wireless power transmission
KR101532052B1 (ko) * 2013-08-29 2015-06-29 주식회사 이랜텍 무선충전 및 엔에프씨 통신 겸용 단자부를 포함하는 안테나 패치
KR20150025591A (ko) * 2013-08-29 2015-03-11 삼성전기주식회사 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR102017669B1 (ko) * 2013-08-29 2019-10-21 주식회사 위츠 무선 전력 전송용 코일형 유닛, 무선 전력 전송장치, 전자기기 및 무선전력 전송용 코일형 유닛의 제조방법
KR101482934B1 (ko) * 2013-09-25 2015-01-16 주식회사 아이엠텍 이종의 충전용 코일이 양면에 형성된 회로기판
US20150115725A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless power relay apparatus and case including the same
KR102186153B1 (ko) * 2014-05-23 2020-12-03 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 이의 제조방법
KR20150134857A (ko) * 2014-05-23 2015-12-02 삼성전기주식회사 칩 전자부품 및 이의 제조방법
KR20160050355A (ko) * 2014-10-29 2016-05-11 울산대학교 산학협력단 체내 삽입 가능한 안테나 및 체내 이식형 디바이스, 무선 전력 전송방법
KR101699130B1 (ko) * 2014-10-29 2017-01-23 울산대학교 산학협력단 체내 삽입 가능한 안테나 및 체내 이식형 디바이스, 무선 전력 전송방법
US10476146B2 (en) 2015-01-19 2019-11-12 Amosense Co., Ltd. Antenna device, manufacturing method therefor, and electronic device having antenna device
CN107112626A (zh) * 2015-01-19 2017-08-29 阿莫先恩电子电器有限公司 天线装置、其制造方法以及具有其的电子设备
WO2016117867A1 (ko) * 2015-01-19 2016-07-28 주식회사 아모센스 안테나 장치, 그의 제조 방법 및 그를 구비한 전자기기
US10404091B2 (en) 2016-01-07 2019-09-03 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Coil substrate
KR102527794B1 (ko) * 2016-02-04 2023-05-03 삼성전자주식회사 코일을 포함하는 전자 장치
KR20170093020A (ko) * 2016-02-04 2017-08-14 삼성전자주식회사 코일을 포함하는 전자 장치
KR20170111654A (ko) * 2016-03-29 2017-10-12 삼성전기주식회사 무선 전력 송신 장치
KR102532879B1 (ko) * 2016-03-29 2023-05-17 주식회사 위츠 무선 전력 송신 장치
KR20180132205A (ko) * 2017-06-01 2018-12-12 주식회사 아모센스 무선전력 전송모듈
KR102348415B1 (ko) * 2017-06-01 2022-01-10 주식회사 아모센스 무선전력 전송모듈
KR20190051603A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 삼성전기주식회사 코일 모듈
KR102348362B1 (ko) * 2017-11-07 2022-01-11 주식회사 위츠 코일 모듈
WO2021107652A1 (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 한국전기연구원 입체 형상의 무선 전력 전송 코일 및 이를 구비하는 장치
KR20210121567A (ko) * 2020-03-30 2021-10-08 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 베이스를 갖는 차량용 무선 충전 장치
KR102388065B1 (ko) * 2020-03-30 2022-04-19 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 안테나를 갖는 차량용 무선 충전 장치
KR102366905B1 (ko) * 2020-03-30 2022-02-24 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 베이스를 갖는 차량용 무선 충전 장치
KR20210121568A (ko) * 2020-03-30 2021-10-08 니덱모빌리티코리아 주식회사 일체형 안테나를 갖는 차량용 무선 충전 장치

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Publication number Publication date
JP2014207458A (ja) 2014-10-30
JP2012235079A (ja) 2012-11-29
JP6051474B2 (ja) 2016-12-27

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US9355766B2 (en) Coil for cordless charging and cordless charging apparatus using the same
US9472340B2 (en) Coil type unit for wireless power transmission, wireless power transmission device, electronic device and manufacturing method of coil type unit for wireless power transmission
US10186875B2 (en) Coil type unit for wireless power transmission, wireless power transmission device, electronic device and manufacturing method of coil type unit for wireless power transmission
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